Metabolic and Paracrine Heterogeneity of Pancreatic Glucagon-Secreting α-Cells.
研究背景
胰岛α细胞分泌胰高血糖素可恢复低血糖时的正常血糖水平，不过糖尿病患者该机制受损。本研究旨在探究低血糖时α细胞的内在及旁分泌调节机制，特别是K⁺通道活动对其电兴奋性和胰高血糖素释放的影响。
方法速览
运用光遗传学技术，结合电生理记录、[Ca²⁺]i成像和激素释放测量。采用表达ChR2的α细胞和δ细胞，以及表达NpHR的δ细胞，通过光刺激控制细胞电活动，观察对胰高血糖素分泌的影响。
主要发现
- 电活动异质性：约55%的α细胞在1mM葡萄糖条件下电静息，45%自发活跃，电静息α细胞膜电位更负。
- KATP通道影响：KATP通道阻断剂Tolbutamide可激活电静息α细胞，恢复其电活动和胰高血糖素分泌。
- 氨基酸双重作用：氨基酸混合物对电静息和自发活跃α细胞的电活动和胰高血糖素分泌有不同影响。
- 高血糖抑制作用：高血糖降低膜电位和峰值电压，抑制α细胞电活动和胰高血糖素分泌，光激活条件下抑制作用减弱。
- 旁分泌抑制：δ细胞通过旁分泌作用抑制邻近α细胞的电活动和胰高血糖素分泌。
- SSTR拮抗剂作用：SSTR拮抗剂CYN154806可恢复电静息α细胞的电活动和胰高血糖素分泌。
- 光抑制δ细胞影响：光抑制δ细胞可促进电静息α细胞电活动和胰高血糖素分泌。
总结与展望
研究表明，代谢状态和δ细胞的旁分泌作用共同决定α细胞的电活动和胰高血糖素分泌。不过，研究存在一定局限，如使用离体胰岛、样本数量有限、未探讨代谢状态动态变化影响等，未来需更多研究验证。